Causes : Retard de résorption du liquide pulmonaire Naissance Facteur de risque : Césarienne avant travail

Causes : Maladie des Membranes Hyalines Facteurs de risque : Césarienne avant travail Prématurité Garçon

Causes : Autres causes : Infection materno-fœtale Inhalation méconiale Rupture Prématurée des Membranes Malformations : MAK, CC, omphalocelle, HDC

Réduction du volume pulmonaire foetal Early Hum Dev 2005 Obstet Gynecol 1995 Réduction du volume pulmonaire foetal Ralentissement du développement pulmonaire (alvéolarization, angiogenèse)

+ Ralentissement du développement pulmonaire (alvéolarization, angiogenèse) + Réduction du volume pulmonaire Moins de générations bronchiques Moins d’alvéoles Moins de vaisseaux Remodelage vasculaire <30% du volume théorique

- + PDE5 Réactivité anormale Accélère Maturation pulmonaire Arrêt développement pulmonaire Anomalies Vasculaires fonctionnelles - IL1, TNF Moins de MMH Pediatrics, 1996 Endothélium eNOS NO + Inactive GMP PDE5 SMC cGMP Réactivité anormale

Détresse respiratoire modérée du nouveau-né Hypoxémie = shunt droit-Gauche = « admission veineuse » Shunt intra-pulmonaire

Shunt intra-pulmonaire PAO2 (Max effect at 80 mmHg) Dérecrutement alvéolaire PAO2 Résistance vasculaire PvO2 Hypoxémie Eur Respir J. 2002 ;20:6-11

Détresse respiratoire sévère du nouveau-né Shunt=0 % PaO2 (mmHg) Hypoxémie = shunt droit-Gauche = « admission veineuse » Shunt=20% 55 45 60% 100%

Pathologie parenchymateuse Shunt intrapulmonaire Shunt extrapulmonaire Hypoxémie Pathologie parenchymateuse Shunt intrapulmonaire HTAPP Shunt extrapulmonaire Alvéoli Alvéoli LA RA RV LV PA

1. Traitement préventif +++ Prise en charge 1. Traitement préventif +++ Corticothérapie anténatale 33-34 Semaines d’AG GC Placebo 35-36 Semaines d’AG Cochrane, 2006

Césarienne avant travail = Facteur de risque de Détresse Respiratoire Stutchfield P, BMJ, 2005

1. Traitement préventif +++ Prise en charge 1. Traitement préventif +++ Attention à l’orientation anténatale ! Prendre en compte les facteurs de risque associés : Rupture Prématurée des Membranes Chorio-amniotite Diabète gestationnel Retard de croissance ….

Prévention de la MMH !

PPC nasale Alvéoli

CPAP (bubble) Headbox End-Point : Premature infants > 30 S and < 24 h after birth Respiratory failure (FiO2>30% for > 30min) Headbox CPAP (bubble) End-Point : Treatment failure = FiO2 > 60%, PCO2 > 60 mmHg Pediatrics 2007;120:509

N=300 Headbox CPAP Failure: 47 (32%) 30 (20%)* N=149 N=151 2920 g 36 S CPAP N=151 2900 g 36 S Failure: 47 (32%) 30 (20%)* Pediatrics 2007;120:509

Prophylactic Surfactant Premature infants 24-27 weeks GA Prophylactic NCPAP Intubation + Prophylactic Surfactant End-Point : Death or BPD Support Study Group, NEJM 2010

NCPAP Surfactant N=1316 GA 24 - 27 Weeks N=653 N=663 Death or BPD: 48% 54% MV (days): 24 d 28d* Steroids: 7% 13%* Support Study Group, NEJM 2010

Prophylactic Surfactant Premature infants 25-28 weeks GA Intubation + Prophylactic Surfactant (INSURE) Prophylactic NCPAP End-Point : Need for MV within the first 5 days of life Sandri, Pediatrics 2010

Prophylactic Surfactant NCPAP Mean GA = 27 Weeks Prophylactic Surfactant N=103 NCPAP N=105 Need for MV: 33% 34% Death or BPD : 22% 22% Sandri, Pediatrics 2010

End-Point : Death or BPD Premature infants 25-28 weeks GA Prophylactic NCPAP Systematic Intubation End-Point : Death or BPD Morley, NEJM 2008

Intubation NCPAP N=616 Mean GA = 27 Weeks N=316 N=310 Death or BPD : 33% 39% Duration of MV: 3d 4d* Duration of O2: 42d 49d* Morley, NEJM 2008

Mechanical characteristics of the immature respiratory system: What are the physiological effects of NCPAP ? Mechanical characteristics of the immature respiratory system: Low lung compliance High chest compliance Low functional residual capacity ; Thoraco-abdominal asynchrony ;     Mortola JP. J Appl Physiol 1982

Decrease in compliance; Increase in Work of breathing; « Alveolar hypoventilation syndrome» : Increase in FiO2 ; Increase in PaCO2 ; Increase in RR ; Decrease in compliance; Increase in Work of breathing; Chest X-ray : distal atelectasis ; Episodes of desaturation ; Apnea/bradycardia …

Lung volumes Tidal Volume Dynamic Functional Residual Capacity Closing Inspiration Lung volumes Expiration Tidal Volume Dynamic Functional Residual Capacity Closing volume       Mortola JP. J Appl Physiol 1982

Dynamic elevation of FRC through : Expiratory braking : Activation of the inspiratory muscles ; Active glottal narrowing ; Increase in respiratory rate : Magnenant E. Pediatr Pulmonol, 2004

Flow Volume Measurement of the dynamic elevation of Spontaneous breathing Passive breathing Measurement of the dynamic elevation of the end-expiratory lung volume (EELV) Estimated passive EELV Dynamic EELV Flow Vt Dynamic EELV  =RC EELV Passive EELV (Vr) Volume Storme L et al. Pediatr Pulmonol, 1992

Effect of NCPAP on the end-expiratory lung volume NCPAP 0 2 4 6 8 cmH20 Elgellab A, et al. Intensive Care Med. 2001.

Change in end-expiratory lung volume with NCPAP (expressed as % Vt) cmH2O Elgellab A, et al. Intensive Care Med. 2001.

Effect of Variable-Flow NCPAP on FRC 0 cmH2O 4 cmH2O VT FRC CPAP=4 FRC FRC CPAP=0 Closing volume

on the breathing strategy NCPAP = 0 Effect of NCPAP on the breathing strategy NCPAP = 2 Variable-Flow NCPAP : Decreased the slope Decreased Delta EELV NCPAP = 4 NCPAP = 6 E Magnenant et al. Pediatr Pulmonol. 2004

Effects of Variable-Flow NCPAP (IF) on the dynamic elevation of FRC (%Vt0) 0,2 0,4 0,6 0,8 1 CPAP0 CPAP2 CPAP4 CPAP6 * * E Magnenant et al. Pediatr Pulmonol. 2004

Dynamic elevation of FRC CPAP No CPAP FRC CPAP effect Dynamic elevation of FRC Closing volume E Magnenant et al. Pediatr Pulmonol. 2004

What are the physiological effects of variable-flow NCPAP ? Low functional residual capacity ; Thoraco-abdominal asynchrony ; High chest compliance Low lung compliance

 = 90°  = 0° Thoraco-abdominal synchrony Thoraco-abdominal asynchrony  = 0°  = 90° Rib cage Abdomen Vt

Thoraco-abdominal asynchrony Rib cage Abdomen

Effect of variable-flow CPAP (IF) on thoraco-abdominal synchrony Elgellab A, et al. Intensive Care Med. 2001.

Multiple NCPAP devices

Multiple CPAP generators

Multiple NCPAP prongs

Infant-Flow@ « Coanda » Effect Childs, Neonatal Intensive Care, 2000

Infant-Flow@ Expiration Inspiration Childs, Neonatal Intensive Care, 2000 Expiration Inspiration

Infant-Flow@ LP Inspiration Expiration Branche expiratoire Vortex Fluidic Flip Narine

Infant-Flow@ LP Inspiration Expiration

Upper Airways Expiratory Gaz flow Inspiratory Gaz flow Pressure sensor During Expiration Upper Airways

CPAP CPAP Conventionnal Variable-Flow CPAP Constant-Flow CPAP High gas flow High pressure Resistance=0 Gradient Pressure=0 CPAP Resistance Gradient pressure Kinetic Energy+++ CPAP

Conventional NCPAP Variable-Flow NCPAP Pressure drop De Paoli et al. Arch Dis Child Fetal Ed, 2002

In Premature infants < 1000 g, Binasal CPAP > Mononasal CPAP To wean from CMV > Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed. 2001;85:F82-F85

Infant-Flow CPAP > nasal canula CPAP In premature infants, Infant-Flow CPAP > nasal canula CPAP > Pediatrics. 2001;107:304-308 Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed. 2001;85:F86-F90

Change in FRC (ml/kg) Infants < 1500 g Infant-Flow Binasal Mononasal Pediatrics. 2001;107:304-308

FiO2 (%) Preterm < 36 S, HMD Mononasal Infant-Flow Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed. 2001;85:F86-F90

Nasal short prongs (2.5 l/mn) = nasal CPAP In preterm < 2000 g, Nasal short prongs (2.5 l/mn) = nasal CPAP In reducing apnea = Pediatrics.2001;107:1081-1083

Variable flow NCPAP > Bubble CPAP or NIPPV In preterm infants, Mean GA 31 weeks, Variable flow NCPAP > Bubble CPAP or NIPPV In reducing apnea > 54 Pantalitschka T, Arch Dis Child 2009

High flow nasal cannula Lampland A, J Pediatr 2009 55

GA = 29 ± 1 weeks BW = 1350 ± 1 g N=19 Random order H Boumecid et al Arch Dis Child Fetal Ed, 2007

Babyflow Infant-Flow Canule 2L Canule 6L FR / min 56  10 52  9 Résultats Babyflow Infant-Flow Canule 2L Canule 6L FR / min 56  10 52  9 59  11 59  10 SpO2 % 94  3 94  2 93  2 FiO2 26  3 25  3 TcPCO2 48  7 47  8 51  8 49  8 H Boumecid et al Arch Dis Child Fetal Ed, 2007

Vt ml/kg * : p< 0,05

Variable-Flow NCPAP Constant-Flow NCPAP Nasal cannulae

Effects of CPAP devices on the dynamic elevation of FRC H Boumecid et al Arch Dis Child Fetal Ed, 2007

Effects of CPAP devices on the thoraco-abdominal synchrony H Boumecid et al Arch Dis Child Fetal Ed, 2007

Effects of CPAP devices on the rib cage contribution to Vt H Boumecid et al Arch Dis Child Fetal Ed, 2007

Constant flow NCPAP > Nasal cannula In reducing extubation failure In preterm infants, Mean GA 31.5 weeks, Constant flow NCPAP > Nasal cannula In reducing extubation failure Abdel-Adi, Early Hum Dev 2011

Moins efficace que NCPAP Surpression ??? Lésions narinaires ??? Canule nasale : risques potentiels Moins efficace que NCPAP Surpression ??? Lésions narinaires ???

But low change in P, trigger, technical lag CPAP Bi-PAP CPAP Bi-PAP Migliori C et al. Pediatr Pulmonol, 2005 20 preterm infants GA : 26 weeks BW : 1000 g But low change in P, trigger, technical lag

NCPAP Bi level NCPAP GA 28 - 34 Weeks Mean 30.2 W N=20 N=20 NCPAP (d): 6.2 3.8* O2 (days): 13.8 6.5* Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed 2010 95: F85-F89

Pressure controlled NCPAP (SLE1000) Flow CPAP setting Pressure

« Bubble » effects J Pediatr 2009;154:645-50

Effet de l’installation sur l’efficacité de la CPAP LE DECUBITUS VENTRAL En décubitus ventral - l’axe tête tronc-bassin est préservé la tête repose sur le coté Les mains peuvent être portées à la bouche les bras sont fléchis et rassemblés près du thorax, et ainsi arrondissent les épaules et détendent la nuque. le thorax et l’abdomen sont soutenus par un boudin longitudinal adapté à la largeur du cou et surtout pas des épaules afin que celles-ci puissent s’arrondir Les cuisses sont fléchies sous le ventre les doigts de pieds sont les seuls points d’appuis. C’est pourquoi, les cous de pieds sont soutenus par un petit rouleau de compresses pour éviter les pieds en valgus (tourner vers l’extérieur)

Thorax Abdomen 70

Management de l’hypoxémie 2. Traitement curatif Shunt intrapulmonaire Shunt extrapulmonaire Réduire le shunt "Recrutement alvéolaire" "Recrutement vasculaire" Observation clinique : Radiographie Echo-cardiographie

Anamnèse : Pas de Corticothérapie RPM/Anamnios LA LV RA RV PA Alvéoli Alvéoli Anamnèse : Pas de Corticothérapie RPM/Anamnios AG : Prématuré Proche du terme Pathologie : MMH Inhalation IMF, HDC Clinique : Peu sévère à sévère Sévère/Instable Stable Pas de Gradient SpO2 Gradient SpO2

FiO2 doit être réglée selon la SpO2 Valeur cible de SpO2 Pré-ductal : SpO2 plus élevée DA RA RV LV PA VD OD VG OG AP Ao Post-ductal : SpO2 plus basse DO2= 1.3 x AoFlow x Hb x SpO2 FiO2 doit être réglée selon la SpO2 PRE-DUCTALE !!!!

Shunt intra-pulmonaire Shunt extra-pulmonaire Alveoli LA LV RA RV PA Alveoli Shunt intra-pulmonaire Shunt extra-pulmonaire

Doppler Artère Pulmonaire droite Rozé, Lancet 1994 Gournay, Acta Paediatr 1998 PA DA LPA Ao Artère Pulmonaire Gauche Doppler Artère Pulmonaire droite de 0.25 à 0.35 m.s Para-mediastinal short axis view

Para-mediastinal Short axis view DA LPA Ao Para-mediastinal Short axis view

VmoyAPG > 0.2 – 0.3 m.s < 0.2 m.s Shunt G-D Shunt D-G LA LV RA RV PA Alvéoli Alvéoli VmoyAPG > 0.2 – 0.3 m.s < 0.2 m.s Shunt G-D Shunt D-G

Shunt intra-pulmonaire prédominant « Recrutement alvéolaire » = restaurer la CRF Réduire le débit De shunt Alvéoli PAO2 PAO2 Surfactant Pression + Accentuer la vasoconstriction hypoxique Vol vasculaire

Recrutement alvéolaire Alvéoli 1. Pression moyenne de ventilation Pression Pmax V Pression Moyenne PEEP Tinsp. Texp. Tinsp Temps

Neurally Adjusted Ventilatory Assist ( NAVA) CNS NAVA Phrenic nerve Synchronised, proportional Diaphragmatic contraction VENTILATOR Pressure, flow, volume VAC Délai de trigger plus long, déclenchements précoces, doubles déclenchements, eforts non assistés (condensation, fuites, muscles accessoires, hyperinflation avec altération mécanique diaphragmatique). Synchronised, no proportional - Asynchronisms Lung expansion 80

Pressure = EaDi x NAVA gain Measurement of the electrical activity of the diaphragm (EaDi) Mise en place du cathéter Edi, électrodes en regard du diaphragme, signal électrique diaphragmatique, pression délivrée proportionnelle à l’Edi P = Edi x Niveau NAVA, fonction « preview » permettant un réglage du niveau NAVA non arbitraire. Ventilator 81

HFV / HFO Pression Inspiration Pic à Pic P moyenne P moyenne Temps

Recrutement alvéolaire 2. Surfactant …. …Oui mais à quel moment ? Administration « tardive » de surfactant (FiO2 > 45%) : Augmente risque de PNO (x2) Augmente risque de DBP (x2) Augmente le risque de PCA (x2) Stevens TP, Cochrane, 2007

Shunt extra-pulmonaire prédominant « Recrutement vasculaire » PV Réduire les Résistances Vasculaires pulmonaires RA OG VD VG

Surdistention pulmonaire 1. Attention aux facteurs aggravants (déclenchant) RVP Dopamine Jaillard S, Am J Physiol. 2001 Bouissou, J Pediatr 2008 Surdistention pulmonaire Stress RVP V Houfflin. Am J Physiol, 2005 Stress

2. Recrutement alvéolaire si nécessaire PAO2 Gommers D. Crit Care Med. 1997 Kinsella J. J Pediatr. 1997

3. Corriger une acidose respiratoire Qpulm PVR pH Temps Abman SH, 1992

Effet transitoire de l’alcalose respiratoire PVR Time pH QLung Effet transitoire de l’alcalose respiratoire Abman SH, 1992

NOi 4. NO inhalé (10 à 40 ppm) PV LA RA RV LV NO Alveole Ductus arteriosus

5. Améliorer la PvO2 PAO2 PvO2

PvO2 Qc VO2 Débit d’O2 délivré = 1.3 x Qc x Hb x SpO2 EO2 VO2 PvO2 DO2 Anaérobie Lactate Aérobie Délivrance O2 EO2 PvO2 VO2 DO2 Critique

Hernie Diaphragmatique Congénitale Réactivité Vasculaire anormale + Remodellage vasculaire + Diminution volume pulmonaire Moins de bronches Moins d’alvéoles Moins de vaisseaux +++ CDH < 30% Du volume Attendu Control

HTAP + hypoperfusion pulm + IC NO i ? NO i / PGI2 OD OG VD VG CA HTAP HTAP + hypoperfusion pulm + IC

Attention à l’orientation anténatale La prévention est possible ! Résumé et Conclusion La CAN à 33-34S d’AG réduit le risque de DR ; La RPM, la macrosomie, la césarienne avant travail, la pré éclampsie, la chorio-amniotite augmentent le risque et la gravité des DR chez les enfants proches du terme : Attention à l’orientation anténatale Les formes sévères de DR des enfants proche du terme nécessitent un transfert en réanimation : Comprendre le mécanisme de l’hypoxémie est un pré-requis pour optimiser le traitement  La MMH est responsable d’une hypoxémie progressivement croissante : La prévention est possible ! La MMH peut se compliquer de PNO, d’une insuffisance respiratoire sévère, et d’HTAP chez les enfants proche du terme, notamment après une RPM ou par césarienne avant travail.